JP6508897B2 - ばね作動式二次ロックを備えるコネクタ組立体 - Google Patents

Description

本発明は、プラグコネクタと、プラグコネクタに割り当てられるばね作動式二次ロックとを備える電気コネクタ組立体に関する。

多くの用途で、コネクタを安全に結合することは非常に重要である。例えば、自動車安全システム、例えば乗用車のエアバッグシステムなどの場合、エアバッグをそのイグニションベース（ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｂａｓｅ）に接続するのに使用されるコネクタは高い信頼性の安全機構を装備する必要がある。コネクタが知らないうちに緩まないようにするために、安全な機械的結合を保証するための二次ロック部材が知られている。

二次ロック部材を装備するエアバッグ起爆管コネクタ（ａｉｒｂａｇ ｓｑｕｉｂ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）の典型的な例がＥＰ１２０７５９１Ｂ１から知られている。この公報には、プラグイン部分を備えるプラグコネクタハウジングを備えるエアバッグプラグコネクタが記載されており、プラグが、エアバッグ点火器またはエアバッグ起爆管の対応する受け部内にプラグ接続されるように適合される。コネクタのこのプラグ部分が、カウンタコネクタ内に設けられる対応するラッチ溝内に掛止されるように適合される一対のロッキングアームを備える。このラッチタイプの接続を保証するために、コネクタが、しばしばコネクタ位置保証デバイス（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｓｓｕｒａｎｃｅ ｄｅｖｉｃｅ（ＣＰＡ））としても示される二次ロック部材をさらに備える。この二次ロックは、プラグコネクタの嵌合方向において開位置とロック位置または閉位置との間で、プラグコネクタハウジング上で移動可能となるように配置される。開位置では二次ロック部材がプラグコネクタの上側表面からある程度だけ突出することから、この開位置では、プラグコネクタを対向するカウンタコネクタに嵌合させることが可能となる。嵌合プロセスが完了した後、二次ロックがロック位置または閉位置へと手動で移動され得る。このロック位置では、二次ロック部材上に設けられるロッキングレッグがプラグコネクタのロッキングアームが解放運動するのを防止する。この従来技術の文献より、カウンタコネクタが存在しない場合、つまり、プラグコネクタが嵌合されない場合、二次部材がロック位置へと移動され得るのを防止する機構を備える二次ロック部材を提供することも知られている。この機構は、二次ロックがロック位置へ送られ得るのを防止するための、プラグコネクタハウジングの突出部上に静止する段を備えるばねアームを利用する。このばねアームはカウンタコネクタに嵌合されるとカウンタコネクタの一部分によって屈曲され、それにより、完全に嵌合されると二次ロックをロック位置へと移動させることが可能となり、それにより２つのコネクタが確実に嵌合される状態となる。

二次ロックシステムを有するこのようなプラグコネクタを組み立てるのを容易にするために、ばね作動式二次ロック機構が開発されている。例えば、ＥＰ１５４０７７８Ｂ１が、ばねの力の作用を受ける二次ロック機構を備えるプラグインコネクタを説明している。この公報では、二次ロック機構と、４つの圧縮ばねまたは圧力ばねとを備える、エアバッグ拘束システム（ａｉｒｂａｇ ｒｅｓｔｒａｉｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）のためのプラグインコネクタが提案されている。圧力ばねは以下のように構成される。すなわち、プラグコネクタが対応するカウンタコネクタに嵌合されると、二次ロックがカウンタコネクタによりばねの圧力に逆らってロック位置から開位置まで移動させられる。嵌合プロセスの最後に、二次ロックがいっきに解放され、４つのばねが二次ロックを押圧して閉位置またはロック位置へと戻し、それにより嵌合プロセスが自動で保証される。

このコネクタの構成は非常に良好に機能するが、当業者は常に改善を試みている。設計がよりコンパクトでより容易に組み立てられるばね作動式二次ロック機構を得ることが特に望まれる。圧縮されるばねはばね座屈が発生するのを防止することを必要とすることから、従来技術のように圧力ばねを選択する場合、コネクタハウジング内に適切な案内構造が必要となる。さらに、圧力ばねは対応する案内構造内に緩く配置されることから、組み立て時にこれらの緩い部分が紛失するおそれもあり、それにより、ばねを設置することを完全に自動化される組み立てプロセスに組み込むことが困難となる。

ＥＰ１２０７５９１Ｂ１ ＥＰ１５４０７７８Ｂ１

したがって、本発明の目的は、ロバスト性を有しかつ単純な構成を有し、加えて、二次ロック機構を安全かつ自動で作動させるのを可能にする、プラグコネクタと、ばね作動式二次ロックとを備える電気コネクタ組立体を提供することである。本発明の別の目的は、それぞれのプラグコネクタがコンパクトな設計を有して不具合を起こしにくい、コネクタ組立体を提供することである。

以下の説明を読むことにより明らかとなるこれらの目的および別の目的は請求項１に記載の電気コネクタ組立体によって解決される。

本発明によれば、プラグイン部分を備えるプラグコネクタハウジングを含むプラグコネクタを備える電気コネクタ組立体が提供される。プラグコネクタに対して１つのばね作動式二次ロック部材が割り当てられ、開位置とロック位置または閉位置との間で移動可能となるようにプラグコネクタ上に配置される。移動方向はプラグコネクタの嵌合方向であることが一般に好適であり、つまり、二次ロックが嵌合方向において前後に移動され得ることが一般に好適である。この組立体は、好適には、少なくとも１つの引張ばねをさらに備え、最も好適には、２つの対称に配置される引張ばねをさらに備える。引張ばねは、一方の端部上の二次ロックのばね取付部分、および、他方の端部上のプラグイン部分に隣接するプラグコネクタハウジング上に設けられるばね取付部分に取り付けられる。二次ロックのばね取付部分はプラグイン部分に対して遠い方の端部に設けられる。引張ばねのこの配置により、二次ロックがロック位置から開位置へと移動させられるときに引張ばねが張力を受ける。したがって、好適には、初期の構成では、二次ロックは閉位置またはロック位置にあり、プラグコネクタを対応するカウンタコネクタに嵌合させると、二次ロックが例えばカウンタコネクタに接触することによりロック位置から開位置へと移動させられる。嵌合プロセスの最後に、二次ロックが解放され、張力を受けるばねにより開位置からロック位置へと自動で移動させられ、それにより２つのコネクタが確実に嵌合される。

一般に好適には、プラグイン部分が、例えば対応するラッチ溝などのカウンタコネクタの対応するラッチ手段で掛止するために少なくとも２つのラッチアームを備える。また、同様に一般に好適には、二次ロックが例えば阻止脚などのロック手段を備え、ロック手段は二次ロックがロック位置にあるときにラッチアームが解放運動するのを阻止するように適合される。それにより、二次ロックがその「二次」ロック機能を遂行することができるようになる。好適には、二次ロックが、二次ロックデバイスが知らないうちに開くのを防止するために二次ロックをロック位置で保持するかまたは掛止させる何らかの種類のロック手段を装備する。

上で考察した従来技術とは異なり、引張ばねは、好適には両端部の、二次ロックの対応する取付部分およびプラグコネクタハウジングの対応する取付部分のそれぞれに取り付けられる。それにより、二次ロックおよびプラグコネクタハウジングが相対運動すると（つまり、嵌合プロセス中に二次ロックがカウンタコネクタの一部分に接触することにより開始される）、引張ばねが付勢されるかまたは張力を受け、一般には、二次ロックを引っ張って閉位置に戻すための付勢力を提供する。特に好適な実施形態では、引張ばねが、引張ばねのばねワイヤから一体に形成される取付ループをその両端部に備える。したがって、同様に好適には、二次ロックの取付部分およびプラグコネクタハウジングの取付部分も嵌合方向に対して垂直な平面に延在する概略円筒形部分であり、これらは以下のように形成される。すなわち、引張ばねの取付ループが円筒形部分にしっかり嵌合され、それにより組み立てプロセスを完全に自動化することが達成可能となる。

好適な実施形態では、プラグコネクタハウジングがプラグイン部分およびカバー部分を備える主部分を備えるかまたは実質的にその主部分から構成され、引張ばねが主部分に取り付けられ、カバーが主部分からばねが分離するのを防止するように適合される。この目的のため、ばねがカバー部分に完全に囲まれることが好適である。

適切な引張ばねは好適には少なくとも５つのコイルを備え、より好適には８つのコイル、最も好適には１０個のコイルを備える。

以下で、同封の図を参照しながら本発明を例示的に説明する。

本発明によるコネクタ組立体を示す分解三次元図である。 部分的に組み立てられた状態の図１のコネクタを示す図である。 別の視点から図２と同様の組み立て状態を示す図である。 組み立て状態のコネクタを底部から示す図である。 二次ロックがロック位置にある組み立てられたコネクタを示す概略三次元図である。 組み立て状態のコネクタの内部の詳細を示す一部切欠概略図である。 図７ａ、図７ｂは二次ロックのロックプロセスを示す図である。 対応するカウンタコネクタを示す概略三次元図である。

図１は、本発明による電気コネクタ組立体１を分解概略三次元図で示す。示されるコネクタはエアバッグ起爆管コネクタであり、プラグイン部分１１を装備する主部分１０を備える。プラグイン部分は、プラグイン部分１１の両側に配置される２つのラッチアーム１２および１３を備える。ラッチアームはカウンタコネクタの対応するラッチ手段で掛止されるように機能する。カウンタコネクタ自体は、例えば最初に考察した従来技術で説明した標準的な部分であってよい。主部分１０が電気接触端子５０および５１を受けるための空洞１４を備える。接触端子が信号ケーブル５２および５３に接続され、フェライト素子５４が電磁遮蔽として追加的に設けられる。さらに、主部分は以下でより詳細に説明する取付部分１５を備える。コネクタハウジングはカバー４０によって補完され、このカバー４０は示される好適な実施形態ではラッチタイプの接続手段によって接続され得る２つの半体４１および４２に分割される。カバー４０は中に配置される開口部４３をさらに備え、開口部４３は後でより詳細に説明するように二次ロックを手動で解放するために二次ロックを係合させるのを可能にする。

さらに、ばね作動式二次ロック２０が設けられ、このばね作動式二次ロック２０は、組み立て状態で、プラグコネクタハウジング上で、またはその中で、嵌合方向において開位置とロック位置との間を移動することができる。ばね動作は２つの引張ばね３０および３１によって達成される。主部分１０と二次ロック２０との間でばねの張力を伝達するために、二次ロック２０が取付部分２１および２２を備え、それにより、各ばねが、その上側端部で（図１から分かるように、実際には、コネクタ組立体は任意の空間的向きで使用され得る）、二次ロック２０の取付部分２１および２２に取り付けられ、ばねの下側端部が主部分１０の取付部分１５および１６（図３を参照）に取り付けられ、したがって、二次ロックがロック位置から開位置へと移動させられると、引張ばね３０および３１が張力を受ける。取付部分２１、２２はプラグイン部分に対して二次ロック２０の遠い方の端部に配置され、主部分の取付部分１５、１６がプラグイン部分に隣接するように配置される。このようにして、特にコンパクトな設計が達成される。二次ロック２０が、嵌合方向に延在する２つの対向する側壁２３および２４と、２つの側壁を互いに接続させるプレート部分２５とを備える。したがって、嵌合方向に対して垂直な平面を通る二次ロック２０の断面は本質的にｕ形またはｃ形である。

次に、主部分１０に組み付けられた二次ロック２０と、それぞれの取付部分に取り付けられた引張ばね３０および３１とを示す図２および３の図を参照する。これらの図から分かるように、二次ロック２０が主部分１０の内部に部分的に配置される。引張ばねが、ばねの両端部にある、ばねワイヤから一体に形成される取付ループ３５により、主部分と、二次ロックとにそれぞれ取り付けられる。示される取付部分２１、２２、１５および１６（図３を参照）は柱状であり、嵌合方向に対して垂直な平面内を延在する。図２では、引張ばねが既にある程度付勢されており、二次ロック２０がロック位置と開位置との間の位置で示されている。図３では、二次ロック２０が開位置で示されており、この時点では引張ばね３０、３１が延伸されており、二次ロック２０をロック位置へ戻すように付勢している。図３の状況では、二次ロックの阻止アーム２６（図１では阻止アーム２６は１つのみ示されるが、側壁２４に隣接して反対側に別の阻止アームが対称に配置される）がカウンタコネクタ（図示せず）の対応する部分の上に静止（rest）し（換言すれば、載置され）、プラグコネクタがほぼ完全に嵌合されると、二次ロック２０が図３に示されるように開位置にくる。このとき、つまり、完全に嵌合される状況または完全な嵌合位置に達する直前の状況では、二次ロック２０の阻止アーム２６が主部分１０上に設けられる適切な解放部分によって解放され、二次ロック２０が張力を受けるばね３０および３１によりロック位置へと弾性的に戻される。言い換えると、引張ばねがＣＰＡを自動でロック位置へと移動させる。ばねの力がコネクタの対称軸に正確に作用することから、ＣＰＡが掛止されるときにＣＰＡに座屈モーメント（ｂｕｃｋｌｉｎｇ ｍｏｍｅｎｔｕｍ）が作用することはなく、従来技術の解決策と比較してＣＰＡとコネクタハウジング内のその案内構造との間の摩擦も非常に小さくなる。この解放機構は上で考察したＥＰ１２０７５９１Ｂ１の解放機構に類似してよいが、本発明では、解放部分は好適にはプラグコネクタの一部分であり、カウンタコネクタの一部分ではない。

図２では、ラッチアーム１２および１３がプラグイン部分に向かって内側に移動することができずに阻止されるようにするために、側壁２３および２４の下側端部がラッチアーム１２および１３の後方にいかに配置されるかをさらに見ることができる。完全に嵌合された状態では、これらのラッチアーム１２および１３が例えばカウンタコネクタの対応する溝内に掛止され、二次ロック２０がこのロック位置にある場合、ラッチアーム１２および１３が内側に移動することが側壁２３および２４によって防止されることから、コネクタとカウンタコネクタとの嵌合を解除することが不可能となる。言い換えると、側壁２３、２４のそのそれぞれの下側端部がラッチアーム１２、１３の解放運動を阻止するための阻止脚である。

図４が底側から見た組み立て状態のプラグコネクタを示す。この視点から、ラッチアーム１２および１３が主部分と一体に形成されること、ならびに、側壁２３、２４の下側部分がラッチアーム１２、１３とプラグイン部分１１との間に配置されることを明確に見ることができる。

図５では、コネクタ半体４１内に設けられる開口部４３により、二次ロックを解放するために二次ロック２０が係合されることがいかに可能となるかを見ることができる。したがって、コネクタとカウンタコネクタとの嵌合を解除するためには、最初に、二次ロック２０を図３に示される開位置へと移動させる必要がある。

図６から７では、プラグコネクタは組み立て状態で示されるが、コネクタ半体４１が部分的に透明になっており、コネクタの内部部分を考察することが可能である。コネクタ半体は二次ロック２０を完全に囲むように適合される。図６では、二次ロックが完全に開いた位置にあり、ばねが張力を受けている。二次ロックは適切な作動部分に接触することによりこの開位置へと移動させられ、この適切な作動部分はプラグコネクタとカウンタコネクタとの嵌合プロセス中にカウンタコネクタに係合されるように適合される。示される実施形態では阻止アーム２６の下側端部から構成されるこの作動部分が存在することにより、プラグコネクタをカウンタコネクタに挿入するとき、二次ロック２０がカウンタコネクタの面上または一部分上に静止するようになり、それにより、プラグコネクタの主部分１０に対して上方に移動させられるようになる。プラグコネクタが最終的に完全な嵌合位置に到達すると、主部分１０の対応する解放部分（これらの図には示されない）が阻止アーム２６をカウンタコネクタから解放し、張力を受けているばね３０および３１が図７ｂに示されるように二次ロックを閉位置まで自動で引っ張る。

図８は、対応するカウンタコネクタ８０の概略三次元図を示す。カウンタコネクタ８０が、エアバッグ起爆管コネクタの受け部８１と、リテーナインサート８２とによって形成されることを当業者であれば理解するであろう。受け部８１の内壁が、プラグコネクタのラッチアーム１２、１３を掛止させるのを可能にするように適合される環状溝８３を備える。さらに、カウンタコネクタ８０が、嵌合状態でプラグコネクタの端子５０および５１との電気接触を確立するように適合される２つの接触ピン８４を備える。

本発明の構成は設計を非常にコンパクトにするのを可能にし、同時に、非常に高いロバスト性を有し、製造が単純である。引張ばねは二次ロックおよびコネクタハウジングに取り付けられることから、知らないうちに緩むことはなく、従来技術で必要となる座屈するのを防止するための案内構造も必要としない。さらに、本発明は、ＣＰＡに座屈モーメントが作用することがないようにばねの力をコネクタの対称軸に正確に作用させる構成を可能にする。それによりさらに、従来技術の解決策と比較して、ＣＰＡとコネクタハウジング内のその案内構造との間の摩擦が非常に小さくなる。

１ 電気コネクタ組立体
１０ 主部分
１１ プラグイン部分
１２ ラッチアーム
１３ ラッチアーム
１４ 空洞
１５ 取付部分
１６ 取付部分
２０ ばね作動式二次ロック
２１ 取付部分
２２ 取付部分
２３ 側壁
２４ 側壁
２５ プレート部分
２６ 阻止アーム
３０ 引張ばね
３１ 引張ばね
３５ 取付ループ
４０ カバー
４１ 半体
４２ 半体
４３ 開口部
５０ 電気接触端子
５１ 電気接触端子
５２ 信号ケーブル
５３ 信号ケーブル
５４ フェライト素子
８０ カウンタコネクタ
８１ 受け部
８２ リテーナインサート
８３ 環状溝
８４ 接触ピン

Claims (11)

1. プラグイン部分（１１）を有するプラグコネクタハウジング（１０、４０）を備えるプラグコネクタと、
   対応するカウンタコネクタと、
   前記プラグコネクタの嵌合方向において開位置とロック位置との間で移動可能となるように前記プラグコネクタハウジングに配置されるばね作動式二次ロック（２０）と
   を備える電気コネクタ組立体（１）であって、
   少なくとも１つの引張ばね（３０、３１）をさらに備え、前記二次ロック（２０）が前記プラグイン部分（１１）に対して離れた側の端部に前記引張ばね（３０、３１）のためのばね取付部分（２１、２２）を備え、
   前記プラグコネクタハウジングが前記プラグイン部分（１１）に隣接するばね取付部分（１５、１６）を備え、前記二次ロック（２０）を前記ロック位置から前記開位置へと移動させるときに前記ばね（３０、３１）が張力を受けるように、前記ばね（３０、３１）は、前記ばねの端部で前記ばね取付部分（１５、１６；２１、２２）に取り付けられ、
   前記二次ロック（２０）が、前記プラグコネクタと前記カウンタコネクタとの嵌合プロセス中に前記カウンタコネクタによって係合されるように適合された作動部分（２６）をさらに備え、これにより、前記二次ロック（２０）が嵌合時に前記ロック位置から前記開位置へと移動させられ、
   前記嵌合プロセスの最後に係合が解放され、前記引張ばね（３０、３１）が前記二次ロック（２０）を前記ロック位置へ戻すように引っ張り、
   前記二次ロック（２０）が、嵌合方向に延在する２つの対向する側壁（２３、２４）と、前記２つの側壁を接続させるプレート部分（２５）とを有することを特徴とする電気コネクタ組立体（１）。
2. 前記プラグイン部分（１１）が、前記カウンタコネクタの対応するラッチ手段と掛止するために少なくとも２つのラッチアーム（１２、１３）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電気コネクタ組立体。
3. 前記二次ロック（２０）が、前記二次ロックが前記ロック位置にあるときに前記ラッチアーム（１２、１３）が解放されるのを阻止するように適合された阻止脚を備えることを特徴とする、請求項２に記載の電気コネクタ組立体。
4. 前記引張ばね（３０、３１）が、ばねワイヤから一体に形成される取付ループ（３５）を両端部に備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の電気コネクタ組立体。
5. 前記取付部分（１５、１６；２１、２２）が、前記嵌合方向に対して垂直な平面内を延在する柱状部分であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気コネクタ組立体。
6. 前記プラグコネクタハウジング（１０、４０）が主部分（１０）およびカバー（４０）を備え、前記少なくとも１つの引張ばね（３０、３１）が前記主部分（１０）に取り付けられ、前記カバー（４０）は、前記ばね（３０、３１）が前記主部分（１０）から分離するのを防止するように適合されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気コネクタ組立体。
7. 前記カバー（４０）が、前記二次ロックを手動で解放するために前記二次ロック（２０）の係合を可能にする開口部（４３）を有することを特徴とする、請求項６に記載の電気コネクタ組立体。
8. 前記カバー（４０）が、前記二次ロック（２０）を完全に取り囲む２つの半体（４１、４２）から構成されることを特徴とする、請求項６または７に記載の電気コネクタ組立体。
9. 前記引張ばね（３０、３１）が、少なくとも５つのコイルを備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気コネクタ組立体。
10. 前記引張ばね（３０、３１）が、少なくとも８つのコイルを備えることを特徴とする、請求項９に記載の電気コネクタ組立体。
11. 前記引張ばね（３０、３１）が、少なくとも１０個のコイルを備えることを特徴とする、請求項１０に記載の電気コネクタ組立体。
    

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